1斤棉花与1斤铁质量相等、重量相等;因质量相同且同地g相同,重力相等;天平平衡证实重量相等;空气浮力差异在标准称量中已被修正,不改变“一斤”的质量本质。

一、质量与重量的基本定义
在物理学中,“斤”是质量单位,1斤严格对应500克。质量是物体所含物质的量,不随位置变化;重量则是物体所受重力的大小,由公式G = mg决定,其中m为质量,g为当地重力加速度。在同一地点,g相同,因此质量相等的物体重量必然相等。
二、阿基米德原理对称重示数的影响
当物体置于空气中称量时,会受到向上的空气浮力,浮力大小为F浮 = ρ气gV,其中V为物体体积。由于1斤棉花体积远大于1斤铁,其受到的空气浮力更大,导致弹簧秤或电子秤显示的读数略小。但需注意:市售“一斤”是按标准砝码校准后的称量结果,该结果已隐含扣除空气浮力影响,即“一斤”本身已是修正后的质量值。
三、天平称量下的直接比较
使用等臂天平比较时,天平平衡的条件是左右两侧所受重力相等。将1斤棉花与1斤铁分别置于天平两端,若二者均为准确标定的1斤,则天平保持平衡。此时无需考虑浮力差异,因为天平比较的是重力矩,而两侧空气密度、g值完全相同,浮力差被系统性抵消。因此,天平显示平衡即证明二者重量相等。
四、常见误解的来源分析
误认为“铁更重”的观点常源于混淆物理量纲:将密度(ρ = m/V)、压强(P = F/S)或体积感观错误代入重量判断。例如,用“铁压强更大”推导“铁更重”,实则压强反映单位面积受力,与总重量无关;又如以“铁体积小所以更实在”作直觉判断,忽视了“斤”作为质量单位的严格定义。这些推理均违背质量守恒与重力定义的基本前提。










